Испытания аккумуляторных элементов — IEC 62133-2 / IEC 62619 / UN 38.3

Что такое Испытания элементов?

Испытания элементов — это группа тестов, которые оценивают производительность, срок службы и безопасность элемента, самой маленькой электрохимической единицы аккумуляторной системы. Они составляют основу для модульных и пакетных тестов.

Испытания элементов: цель

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что элемент соответствует заявленным электрическим характеристикам и безопасно ведет себя в условиях неправильного обращения, а также предоставить данные для проектирования более высокого уровня.

К каким изделиям применяется Испытания элементов?

Цилиндрические литий-ионные элементы
Призматические клетки
Мешочные клетки
Литий-полимерные элементы
Промышленные складские ячейки

В каких отраслях применяется Испытания элементов?

БатареяЭлектромобильАвтомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектроника

Стандарты, связанные с Испытания элементов

IEC 62133-2Безопасность портативных литиевых элементов и батарей тест
IEC 62619безопасность литиевых батарей в промышленном применении тест
IEC 62620промышленные литиевые элементы и батареи тест
ООН 38.3Испытания на транспортную безопасность литиевых батарей тест
UL 1642безопасность в литиевых элементах тест
УЛ 2580Безопасность аккумуляторов электромобилей тест
IEC 62133Безопасность в портативных элементах и батареях тест
UL 2054Безопасность при домашнем и коммерческом использовании аккумуляторов тест
ISO 12405Условия испытаний литиевых аккумуляторных батарей электромобилей тест
ЕЭК ООН R100Электромобиль и безопасность аккумулятора тест

Испытания элементов: условия

Способ зарядки: Параметры CC-CV, заявленные производителем
Эталонная температура: Температура окружающей среды, определенная в стандарте
Пределы напряжения: Верхнее и нижнее напряжение отключения, заявленное производителем
Мера безопасности: Испытания на злоупотребление проводятся во взрывозащищенной камере.

Оборудование для Испытания элементов

Каналы проверки аккумулятора (циклер)
Температурные камеры
Взрывозащищенная испытательная камера и газоотвод
Многоканальная регистрация температуры и напряжения

Требования к образцам для Испытания элементов

Количество образцов определяется действующим стандартом.
Предельные значения заряда/разряда, установленные производителем, должны быть предоставлены в письменной форме.
Перед тестированием клетки должны пройти период покоя, требуемый стандартом.
Требуется паспорт безопасности (SDS).

Испытания элементов: продолжительность

Тесты производительности могут занять несколько дней, а жизненные тесты — месяцы. Тесты безопасности обычно завершаются в течение нескольких дней.

Испытания элементов: порядок проведения

1Ячейка идентифицируется и ее объявленные значения записываются.
2Начальная емкость и внутреннее сопротивление измеряются методом заряда-разряда.
3Применяются тесты производительности, требуемые стандартом.
4Тесты на безопасность и злоупотребление проводятся на отдельных образцах.
5Напряжение, ток, температура и результаты измерений регистрируются при каждом испытании.

Испытания элементов: критерии приёмки

Критерии приемки определены в применяемом стандарте. Типичными критериями испытаний на безопасность являются отсутствие возгорания, взрыва и протечек; при тестировании производительности требуется соответствие заявленным значениям.

Оценка результатов

Результаты оцениваются по образцу и в наборе. Результаты на уровне ячейки не могут быть напрямую обобщены на уровень пакета; для более высокого уровня требуется отдельная проверка.

Испытания элементов: протокол

Применяемый стандарт и редакция
Идентификация клеток, химический состав и заявленные значения
Список применяемых тестов и параметров
Записи напряжения, тока и температуры
Наблюдения и фотографии

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

ООН 38.3 (транспорт)
Регламент ЕС по батареям
ЕЭК ООН R100 (применение к транспортным средствам)

Batarya Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Испытания элементов; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Испытания батарей отвечают на три отдельных вопроса, каждый со своим набором стандартов: можно ли транспортировать батарею, безопасна ли она в эксплуатации, обеспечивает ли она заявленные характеристики? Эти три вопроса часто путают, и путаница имеет коммерческие последствия — с отчётом о транспортировке нельзя выйти на рынок, а с отчётом о безопасности продукции нельзя осуществить отгрузку.

Со стороны транспортировки UN 38.3 является обязательным условием; батарея без такого подтверждения не может быть отправлена. Со стороны безопасности область применения определяет требования: IEC 62133-2 для портативных изделий, IEC 62619 и IEC 63056 для промышленных применений и накопителей энергии, UNECE R100, UL 2580 и ISO 6469 для электромобилей. Со стороны характеристик измеряются ёмкость, внутреннее сопротивление, циклический ресурс, саморазряд, приём заряда и температурно-зависимое поведение.

Разделение по УРОВНЮ имеет ключевое значение в этой группе и является предметом наибольших споров в цепочке поставок. Элемент, модуль и блок оцениваются отдельно; сертификат, полученный для элемента, не подтверждает соответствие блока. Помимо элементов, поведение блока определяется системой управления батареей, конструкцией охлаждения, механической структурой, схемой соединений и координацией изоляции. Помещение отчёта поставщика элементов в досье блока — распространённый, но недостаточный подход.

Тепловой разгон и его распространение — самая критичная тема в этой области. Литиевый элемент при повреждении или перегреве может войти в самоподдерживающуюся химическую реакцию; в этот момент отвод тепла извне обычно уже невозможен. Современные стандарты поэтому рассматривают тепловой разгон одного элемента как НЕИЗБЕЖНЫЙ сценарий отказа и меняют вопрос: распространяется ли событие на соседние элементы, что выделяется за пределы блока и сколько времени остаётся пользователю для эвакуации?

В этой области система управления батареей оценивается не как электронная плата, а как ФУНКЦИЯ БЕЗОПАСНОСТИ. Демонстрируется, что защиты от перезаряда, переразряда, перегрузки по току и перегрева действительно срабатывают, что система переходит в безопасное состояние при отказе и что её программное обеспечение верифицировано. В промышленных и автомобильных применениях эта оценка привязана к концепциям функциональной безопасности.

Регуляторная сторона быстро ужесточается. Регламент о батареях (ЕС) 2023/1542 выходит за рамки безопасности и вводит обязательства по декларации углеродного следа, доле переработанного содержимого, декларации долговечности и ёмкости, паспорту батареи и съёмности для портативных батарей. Это расширяет объём испытаний за пределы классических испытаний на безопасность.

Группы методов в этой области

Электрическое злоупотребление
Перезаряд, переразряд, внешнее короткое замыкание, принудительный разряд и несбалансированная зарядка. Именно здесь видно, действительно ли работают защитные схемы.
Механическое злоупотребление
Вибрация, удар, раздавливание, прокол, свободное падение и опрокидывание. Отслеживается, возникают ли условия внутреннего короткого замыкания.
Термические испытания
Термоциклирование, термический удар, хранение при высокой температуре, воздействие огня и распространение теплового разгона.
Экологические испытания
Влажность, пониженное давление, солевой туман и, при необходимости, погружение; они выходят на первый план в автомобильных и уличных применениях.
Измерения производительности
Ёмкость, энергия и мощность, внутреннее сопротивление, КПД, циклический ресурс, календарный срок службы и температурно-зависимое поведение.
Проверка БМС
Верификация порогов защиты, функции балансировки элементов, связи и реакции на неисправность.

Часто путаемое в этой области

UN 38.3 не является сертификатом безопасности продукции; он лишь подтверждает соответствие требованиям транспортировки.
Сертификат элемента не подтверждает соответствие блока. Блок оценивается отдельно, с учётом его собственной архитектуры.
Два блока, собранные из одного и того же элемента, дают разные результаты; охлаждение, соединения и механическая конструкция являются определяющими.
Испытание характеристик не является испытанием на безопасность. Отчёт о циклическом ресурсе не удовлетворяет требованиям безопасности.
Для батареи электромобиля отчёт UL 2580 и одобрение UNECE R100 — не одно и то же; одно является оценкой соответствия стандартам, другое — режимом официального утверждения типа.
Автомобильная батарея, переведённая во вторичное применение, попадает в новый профиль использования; прежняя оценка не переносится напрямую.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Соответствие требованиям транспортировки и сводка испытаний для отгрузки
Декларация безопасности продукции и доступ на рынок
Декларации о характеристиках, долговечности и углеродном следе в рамках Регламента о батареях
Оценка влияния смены поставщика элементов или BMS
Процессы приёмки объекта для системы накопления энергии

Связанные тесты

Испытания элементов: частые вопросы

Если элемент проходит тестирование, соответствует ли полученная батарея требованиям в качестве комплекта?

Не напрямую. Распространение тепла, поведение BMS и механическая защита оцениваются отдельно на уровне упаковки. Таким образом, тесты ячеек, модулей и пакетов не заменяют друг друга.